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锂离子电池热失控模型

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更新时间:2020-06-03

简要描述:

锂离子电池热失控模型外因引起的热失控,无论是外部短路,还是过流充电等,相同的一点,都是短时间内给电芯提供了巨大热量,使得电芯温度急剧上升,相对内因造成的热失控,热量积累的时间会比较短。

锂离子电池热失控模型

失控监测方式探讨可以看到,热失控重在预防,重在监测。一旦发生,就没有什么好办法终止。

苏瑞万信热扩散的预防措施

热失控的根本原因——系统产生的热量大于系统散失的热量,也就是发生了热量积累。

为了避免热量的积累,最直接的手段就是热管理系统。只要温度不上升到SEI膜开始溶解的温度,可怕的事情就不会发生。只是,热管理系统的设计也要有一个目标值,不能把散热能力设计的无限大。热管理系统的设计,这是另一个大题目。

苏瑞万信热扩散的监测如下:

电芯隔膜开始大量溶解,电池内部发生大规模内短路。电压急坠发生在这个阶段,急坠的原因是正负极发生大规模短路。到这个阶段,热失控已经完全无法遏制。

锂离子电池热失控模型

热失控过程中的电压下跌现象

这个过程出现了一个可检测的电气参数,电芯端电压。当前的BMS系统,只有电压采集可以精确到每一个串联模组(模组中还有若干电芯并联)。这个现象使得管理系统知道,电芯发生了故障。

 

只是,检测到电压下跌现象的时刻,已经是热失控无可挽回的时刻,作为降温措施的触发信号,已经失去了意义,只勉强可以作为人员疏散的报警信息。

 

BMS怎样才能在热失控热量积累阶段,及时发现问题电芯,这是预防至少增加人员安全撤离时间的一个重要问题。

 

有人把希望放在温度传感器上。当前,温度传感器是选点布置,设置的点数与电池单体的数量不在一个数量级,很难有保障的发现每一颗有问题的电芯。真正做到完全监控,还需要系统能够及时获取每一只电芯的温度信息。据材料显示,有一种光纤温度传感器,外形是一条细线形状,让它在模组中蛇形布置,使得它能够经过每颗电芯的一部分表面,它就可以将电芯的温度信息全面收集

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